📄Работа №200700
Тема: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОЛЯ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ С МЕТАМАТЕРИАЛАМИ В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН
Характеристики работы
Тип работы
Диссертация
Предмет
Физика
Объем:
59 листов
Год:
2016
Просмотров:
54
700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 4
ГЛАВА 1 Описание экспериментальной установки 11
1.1 Ускоритель 11
1.2 Детекторы электромагнитного излучения миллиметрового диапазона.... 14
1.3 Оборудование для спектральных измерений 17
1.4 Система сбора и обработки информации 19
ГЛАВА 2 Спектрально-угловые характеристики излучения в метаматериалах с отрицательным показателем преломления 21
2.1 Свойства метаматериалов с отрицательным коэффициентом преломления 22
2.2 Экстракция материальных параметров из коэффициентов отражения и
пропускания 23
2.3 Выбор элементарной ячейки метаматериала для проведения
экспериментов на выведенном пучке микротрона в миллиметровом
диапазоне длин волн 24
2.4 Испытание мишеней на пучке реальных фотонов 29
2.5 Спектрально-угловые характеристики излучения релятивистских
электронов в метаматериалах 35
2.6 Обсуждение результатов главы 41
ГЛАВА 3 Когерентное излучение сгустков релятивистских электронов в присутствии периодических проволочных структур 43
3.1 Свойства проволочного метаматериала 43
3.2 Когерентное излучение релятивистских электронов от плоской
проволочной структуры 44
3.2.1 Излучение пучка релятивистских электронов, движущегося вблизи
плоской проволочной структуры 45
3.2.2 Излучение пучка релятивистских электронов, пролетающих сквозь
плоскую проволочную структуру 47
3.3 Излучение Вавилова - Черенкова от объемной проволочной структуры 49
3.4 Обсуждение результатов главы 52
Заключение 54
Список литературы 55
ГЛАВА 1 Описание экспериментальной установки 11
1.1 Ускоритель 11
1.2 Детекторы электромагнитного излучения миллиметрового диапазона.... 14
1.3 Оборудование для спектральных измерений 17
1.4 Система сбора и обработки информации 19
ГЛАВА 2 Спектрально-угловые характеристики излучения в метаматериалах с отрицательным показателем преломления 21
2.1 Свойства метаматериалов с отрицательным коэффициентом преломления 22
2.2 Экстракция материальных параметров из коэффициентов отражения и
пропускания 23
2.3 Выбор элементарной ячейки метаматериала для проведения
экспериментов на выведенном пучке микротрона в миллиметровом
диапазоне длин волн 24
2.4 Испытание мишеней на пучке реальных фотонов 29
2.5 Спектрально-угловые характеристики излучения релятивистских
электронов в метаматериалах 35
2.6 Обсуждение результатов главы 41
ГЛАВА 3 Когерентное излучение сгустков релятивистских электронов в присутствии периодических проволочных структур 43
3.1 Свойства проволочного метаматериала 43
3.2 Когерентное излучение релятивистских электронов от плоской
проволочной структуры 44
3.2.1 Излучение пучка релятивистских электронов, движущегося вблизи
плоской проволочной структуры 45
3.2.2 Излучение пучка релятивистских электронов, пролетающих сквозь
плоскую проволочную структуру 47
3.3 Излучение Вавилова - Черенкова от объемной проволочной структуры 49
3.4 Обсуждение результатов главы 52
Заключение 54
Список литературы 55
📖 Аннотация
В данной диссертационной работе представлены результаты экспериментального исследования взаимодействия пучка релятивистских электронов с искусственными метаматериалами в миллиметровом диапазоне длин волн. Актуальность исследования обусловлена фундаментальным интересом к электродинамике метаматериалов, обладающих уникальными, не встречающимися в природе свойствами, такими как отрицательный показатель преломления, и их применением для управления излучением заряженных частиц. В ходе работы впервые были измерены спектрально-угловые характеристики когерентного излучения, возникающего при пролете электронного пучка вблизи и сквозь различные метаматериальные структуры. Ключевые результаты включают наблюдение и анализ обратного излучения Вавилова-Черенкова в метаматериале с отрицательным показателем преломления, измерение характеристик черенковского излучения в проволочном метаматериале и обнаружение резкой асимметрии углового распределения обратного переходного излучения от плоской проволочной структуры. Научная значимость работы заключается в получении новых экспериментальных данных, углубляющих понимание механизмов генерации излучения релятивистскими электронами в сложных периодических средах. Практическая ценность результатов связана с перспективой создания управляемых источников когерентного излучения и диагностических систем для физики высоких энергий. Работа опирается на фундаментальные теоретические предпосылки, заложенные в трудах В.Г. Веселаго по электродинамике сред с отрицательными параметрами, а также на экспериментальные достижения, такие как верификация отрицательного показателя преломления, выполненная R.A. Shelby с соавторами, и более ранние исследования групповой скорости, инициированные H. Lamb и A. Schuster.
📖 Введение
Исследования, связанные с созданием и изучением свойств метаматериалов, получили бурное развитие в конце XX - начале XXI века. Метаматериалами называют искусственно сформированные и особым образом структурированные среды, обладающие электромагнитными свойствами сложно достижимыми технологически, либо не встречающимися в природе. Огромный интерес, проявляемый к данной области до настоящего момента времени, обусловлен уникальными физическими свойствами рассматриваемых материалов, которые предоставляют возможности для реализации ряда перспективных приложений.
Важным условием, определяющим принадлежность структуры к метаматериалам, является условие d << А (где d - характерные размеры и расстояния между элементами структуры, 1 - длина волны падающего излучения), т.е. длина волны падающего на структуру излучения должна быть много больше характерных размеров элементов структуры. Структуры, для которых данное условие не выполняется, являются фотонными кристаллами и их свойства определяются брэгговской дифракцией.
Важное место среди различных видов метаматериалов занимают метаматериалы с отрицательным коэффициентом преломления или так называемые left-handed metamaterials (LHM) - «левосторонние» или «левые» среды, - поскольку история развития метаматериалов начинается именно с интереса к неординарным физическим свойствам данных структур. Также в зарубежных источниках применительно к данным средам используется понятие дважды отрицательная среда (double-negative medium), что подразумевает под собой тот факт, что в таких средах диэлектрическая и магнитная проницаемости одновременно принимают отрицательное значение, что и обеспечивает материалу отрицательное значение коэффициента преломления. Наименование «левосторонние» среды обусловлено тем, что в метаматериалах с отрицательным коэффициентом преломления, в отличие от обычных сред, волновой вектор составляет с векторами электрического и магнитного полей левую тройку векторов.
Первыми работами, которые можно отнести к истокам развития данной области, являются работы, связанные с развитием теории обратных волн, одним из ключевых понятий которой явилась отрицательная групповая скорость волны [1-3]. Г. Лэмб в своей работе [1] рассмотрел обратные волны в механике, А. Шустер обобщил данную теорию на оптические явления [2] и впервые показал, что обратные электромагнитные волны возможны при отрицательной групповой скорости. Также он рассмотрел отрицательное преломление, которое возникает на границе двух сред, в случае если в одной из них распространяется прямая волна, а в другой - обратная. Поскольку на момент выхода в свет данных работ не были известны среды, в которых можно было бы реализовать обнаруженные эффекты, интерес исследователей к тематике угас до появления СВЧ приборов, использующих обратные волны: длинные линии, лампы обратной волны.
Наиболее развитая теория веществ с одновременно отрицательными диэлектрической проницаемостью е и магнитной проницаемостью ц была представлена в работе В.Г. Веселаго [4]. Следует отметить, что первым, кто указал на возможность е и ц одновременно принимать отрицательные значения, был Д.В. Сивухин [5]. Он совершенно справедливо указал на то, что в средах с отрицательными е и ц фазовая и групповая скорости направлены в противоположные стороны. В работе же [4] впервые появляется понятие «отрицательный коэффициент преломления», которое соответствует случаю одновременной отрицательности е и ц. В ней объединены имеющиеся на тот момент результаты других работ и строго прослеживается логическая цепочка «отрицательные е и ц ^ отрицательный коэффициент преломления n ^ антипараллельность фазовой и групповой скорости ^ реализация закона Снеллиуса (а также других явлений оптики и электродинамики) в случае п<0» [6].
Несмотря на тот факт, что работа [4] датирована 1967 г. первый метаматериал с отрицательным коэффициентом преломления был создан в 200 1 г.
[7], после того как в работе [8] было указано на структуры, которые могли бы обеспечить материалу отрицательный коэффициент преломления (точнее е и ц по отдельности). Выход в свет работ [7,8] обратил интерес исследователей на данную тематику. Вслед за работой [7] последовал целый ряд работ подтверждающих экспериментально отрицательный коэффициент преломления [9-11].
Первый метаматериал состоял из двух видов конструктивных элементов, расположенных в строгом геометрическом порядке: разомкнутых кольцевых резонаторов (split-ring resonator - SRR) и стержней. Стержни служили в качестве антенн, взаимодействующих с электрической компонентой поля, а кольцевые резонаторы - антенн, реагирующих на магнитную составляющую. Проводники обеспечивали отрицательную е, а кольцевые резонаторы - отрицательную ц. Однако это не являлось единственным вариантом конструкции метаматериала. Вместо кольцевых резонаторов для получения отрицательной ц использовались и другие структуры: вложенные металлические цилиндры, рулонные структуры типа «рулет», Q-подобные и прямоугольные рамки [11,12]. В настоящее время, если говорить не только о левых средах, а о метаматериалах в общем случае, они имеют всевозможные формы и конструкции.
Число идей по использованию метаматериалов в прикладных целях постоянно возрастает. На данный момент наиболее перспективными являются преодоление дифракционного предела [13-16] и создание метапокрытий, делающих объекты невидимыми в широком частотном диапазоне [17,18]. Также следует отметить, что несомненный интерес представляют собой процессы излучения заряженных частиц при наличии «левой» среды, в частности, обратное излучение Вавилова - Черенкова (ОИВЧ), поскольку являются довольно перспективными как для детектирования заряженных частиц, так и для диагностики пучков заряженных частиц. Впрочем, интересен и случай взаимодействия заряженной частицы с другим видом метаматериалов - так называемой проволочной средой или проволочным метаматериалом. Данный вид метаматериала представляет собой композитный материал, составленный из прямых отрезков проводников. Согласно теоретическим предсказаниям [19] интенсивность излучения, генерируемого в такой среде, может быть на порядок выше, чем в средах, встречающихся в природе.
Как для «левой» среды [20,21], так и для проволочного метаматериала [19,22,23] имеется ряд теоретических работ, в которых рассматриваются излучательные процессы в заданной среде, однако при этом наблюдается дефицит в экспериментальных работах. Экспериментальной работой, подтверждающей ОИВЧ в средах с отрицательным коэффициентом преломления, является работа [24], в которой заряженные частицы моделировались рядом диполей, расположенных периодично в направлении предполагаемого движения заряженной частицы. В действительности в данной работе выполнена лишь симуляция ОИВЧ. Также следует отметить, работу М.И. Бакунова [25], в которой предложена схема для экспериментального подтверждения ОИВЧ с использованием ультракоротких лазерных импульсов и представлена теория, описывающая генерацию излучения в использованных для этого структурах и позволяющая рассчитать ряд важных характеристик генерируемого излучения.
Цели и задачи диссертационной работы:
Целью настоящей работы является экспериментальное исследование спектрально-угловых характеристик излучения, возникающего при пролете пучка релятивистских электронов вблизи мишени из метаматериала.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Выбор параметров элементарной ячейки и геометрии мишеней для проводимых исследований.
2. Экспериментальное исследование когерентного излучения в метаматериалах с отрицательным коэффициентом преломления и в фотонных кристаллах.
3. Экспериментальное исследование когерентного излучения в метаматериалах на основе периодических проволочных структур.
Научная новизна работы.
Впервые зарегистрировано обратное излучения Вавилова - Черенкова, генерируемое в результате взаимодействия метаматериала с отрицательным коэффициентом преломления с полем релятивистских электронных сгустков.
Впервые измерены спектрально-угловые характеристики излучения от плоских и объемных периодических проволочных структур.
Показана резкая асимметрия угловых характеристик обратного переходного излучения от плоской проволочной структуры в зависимости от ее ориентации.
Практическая значимость работы.
Результаты настоящей работы имеют практическое значение для сознания новых методов диагностики пучков заряженных частиц, а также представляют ценность для развития теории процессов излучения в метаматериалах, ввиду малочисленности имеющихся экспериментальных работ.
Положения, выносимые на защиту:
1. Экспериментальное подтверждение генерации обратного излучения Вавилова - Черенкова в метаматериалах с отрицательным коэффициентом преломления при взаимодействии с полем релятивистских электронов.
2. Показана резкая асимметрия угловых характеристик излучения в зависимости от ориентации одномерной проволочной структуры.
3. Результаты исследований спектрально-угловых характеристик когерентного излучения, генерируемого полем релятивистских электронных сгустков в проволочном метаматериале.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:
1. XIX международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (ТПУ, г. Томск, Россия, 2013);
2. международной конференции «Days on Diffraction» (г. Санкт- Петербург, Россия, 2014)
3. VI международной конференции «Charged and Neutral Particles Channeling Phenomena» (г. Капри, Италия, 2014);
4. IV международном семинаре «Advanced Generation of THz and Compton X-Ray Beams Using Compact Electron Accelerator» (г. Санкт-Петербург, Россия, 2014)
5. XI международной конференции «Radiation from Relativistic Electrons in Periodic Structures» (г. Санкт-Петербург, Россия, 2015)
6. семинарах лаборатории «Фотон» ФТИ ТПУ
Личный вклад автора.
Вклад автора в представленном диссертационном исследовании состоит в следующем: выбор параметров элементарной ячейки (формирующей
исследуемую метамишень); участие в планировании и проведении экспериментов; обработка измеренных данных и формулировка основных выводов. Автор принимал активное участие в обсуждении полученных результатов и в представлении их на научных семинарах и конференциях.
Структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 57 библиографических ссылок. Общий объем диссертации составляет 60 страниц. Работа содержит 2 таблицы и 41 рисунок.
В первой главе описываются экспериментальная установка на базе микротрона ФТИ ТПУ, методика проведения измерений и используемые для измерений устройства.
Во второй главе описывается метод экстракции материальных параметров, используемый при выборе параметров элементарной ячейки метаматериала с отрицательным коэффициентом преломления, который предназначен для наблюдения обратного излучения Вавилова - Черенкова. Приводятся результаты испытаний исследуемых мишеней на источнике миллиметрового излучения. В завершении второй главы представлены результаты экспериментального исследования когерентного излучения, генерируемого в метаматериалах с отрицательным коэффициентом преломления.
Третья глава посвящена экспериментальному исследованию взаимодействия поля релятивистских электронных сгустков с плоской периодической проволочной структурой и объемной мишенью, представляющей собой проволочный метаматериал.
В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе.
Важным условием, определяющим принадлежность структуры к метаматериалам, является условие d << А (где d - характерные размеры и расстояния между элементами структуры, 1 - длина волны падающего излучения), т.е. длина волны падающего на структуру излучения должна быть много больше характерных размеров элементов структуры. Структуры, для которых данное условие не выполняется, являются фотонными кристаллами и их свойства определяются брэгговской дифракцией.
Важное место среди различных видов метаматериалов занимают метаматериалы с отрицательным коэффициентом преломления или так называемые left-handed metamaterials (LHM) - «левосторонние» или «левые» среды, - поскольку история развития метаматериалов начинается именно с интереса к неординарным физическим свойствам данных структур. Также в зарубежных источниках применительно к данным средам используется понятие дважды отрицательная среда (double-negative medium), что подразумевает под собой тот факт, что в таких средах диэлектрическая и магнитная проницаемости одновременно принимают отрицательное значение, что и обеспечивает материалу отрицательное значение коэффициента преломления. Наименование «левосторонние» среды обусловлено тем, что в метаматериалах с отрицательным коэффициентом преломления, в отличие от обычных сред, волновой вектор составляет с векторами электрического и магнитного полей левую тройку векторов.
Первыми работами, которые можно отнести к истокам развития данной области, являются работы, связанные с развитием теории обратных волн, одним из ключевых понятий которой явилась отрицательная групповая скорость волны [1-3]. Г. Лэмб в своей работе [1] рассмотрел обратные волны в механике, А. Шустер обобщил данную теорию на оптические явления [2] и впервые показал, что обратные электромагнитные волны возможны при отрицательной групповой скорости. Также он рассмотрел отрицательное преломление, которое возникает на границе двух сред, в случае если в одной из них распространяется прямая волна, а в другой - обратная. Поскольку на момент выхода в свет данных работ не были известны среды, в которых можно было бы реализовать обнаруженные эффекты, интерес исследователей к тематике угас до появления СВЧ приборов, использующих обратные волны: длинные линии, лампы обратной волны.
Наиболее развитая теория веществ с одновременно отрицательными диэлектрической проницаемостью е и магнитной проницаемостью ц была представлена в работе В.Г. Веселаго [4]. Следует отметить, что первым, кто указал на возможность е и ц одновременно принимать отрицательные значения, был Д.В. Сивухин [5]. Он совершенно справедливо указал на то, что в средах с отрицательными е и ц фазовая и групповая скорости направлены в противоположные стороны. В работе же [4] впервые появляется понятие «отрицательный коэффициент преломления», которое соответствует случаю одновременной отрицательности е и ц. В ней объединены имеющиеся на тот момент результаты других работ и строго прослеживается логическая цепочка «отрицательные е и ц ^ отрицательный коэффициент преломления n ^ антипараллельность фазовой и групповой скорости ^ реализация закона Снеллиуса (а также других явлений оптики и электродинамики) в случае п<0» [6].
Несмотря на тот факт, что работа [4] датирована 1967 г. первый метаматериал с отрицательным коэффициентом преломления был создан в 200 1 г.
[7], после того как в работе [8] было указано на структуры, которые могли бы обеспечить материалу отрицательный коэффициент преломления (точнее е и ц по отдельности). Выход в свет работ [7,8] обратил интерес исследователей на данную тематику. Вслед за работой [7] последовал целый ряд работ подтверждающих экспериментально отрицательный коэффициент преломления [9-11].
Первый метаматериал состоял из двух видов конструктивных элементов, расположенных в строгом геометрическом порядке: разомкнутых кольцевых резонаторов (split-ring resonator - SRR) и стержней. Стержни служили в качестве антенн, взаимодействующих с электрической компонентой поля, а кольцевые резонаторы - антенн, реагирующих на магнитную составляющую. Проводники обеспечивали отрицательную е, а кольцевые резонаторы - отрицательную ц. Однако это не являлось единственным вариантом конструкции метаматериала. Вместо кольцевых резонаторов для получения отрицательной ц использовались и другие структуры: вложенные металлические цилиндры, рулонные структуры типа «рулет», Q-подобные и прямоугольные рамки [11,12]. В настоящее время, если говорить не только о левых средах, а о метаматериалах в общем случае, они имеют всевозможные формы и конструкции.
Число идей по использованию метаматериалов в прикладных целях постоянно возрастает. На данный момент наиболее перспективными являются преодоление дифракционного предела [13-16] и создание метапокрытий, делающих объекты невидимыми в широком частотном диапазоне [17,18]. Также следует отметить, что несомненный интерес представляют собой процессы излучения заряженных частиц при наличии «левой» среды, в частности, обратное излучение Вавилова - Черенкова (ОИВЧ), поскольку являются довольно перспективными как для детектирования заряженных частиц, так и для диагностики пучков заряженных частиц. Впрочем, интересен и случай взаимодействия заряженной частицы с другим видом метаматериалов - так называемой проволочной средой или проволочным метаматериалом. Данный вид метаматериала представляет собой композитный материал, составленный из прямых отрезков проводников. Согласно теоретическим предсказаниям [19] интенсивность излучения, генерируемого в такой среде, может быть на порядок выше, чем в средах, встречающихся в природе.
Как для «левой» среды [20,21], так и для проволочного метаматериала [19,22,23] имеется ряд теоретических работ, в которых рассматриваются излучательные процессы в заданной среде, однако при этом наблюдается дефицит в экспериментальных работах. Экспериментальной работой, подтверждающей ОИВЧ в средах с отрицательным коэффициентом преломления, является работа [24], в которой заряженные частицы моделировались рядом диполей, расположенных периодично в направлении предполагаемого движения заряженной частицы. В действительности в данной работе выполнена лишь симуляция ОИВЧ. Также следует отметить, работу М.И. Бакунова [25], в которой предложена схема для экспериментального подтверждения ОИВЧ с использованием ультракоротких лазерных импульсов и представлена теория, описывающая генерацию излучения в использованных для этого структурах и позволяющая рассчитать ряд важных характеристик генерируемого излучения.
Цели и задачи диссертационной работы:
Целью настоящей работы является экспериментальное исследование спектрально-угловых характеристик излучения, возникающего при пролете пучка релятивистских электронов вблизи мишени из метаматериала.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Выбор параметров элементарной ячейки и геометрии мишеней для проводимых исследований.
2. Экспериментальное исследование когерентного излучения в метаматериалах с отрицательным коэффициентом преломления и в фотонных кристаллах.
3. Экспериментальное исследование когерентного излучения в метаматериалах на основе периодических проволочных структур.
Научная новизна работы.
Впервые зарегистрировано обратное излучения Вавилова - Черенкова, генерируемое в результате взаимодействия метаматериала с отрицательным коэффициентом преломления с полем релятивистских электронных сгустков.
Впервые измерены спектрально-угловые характеристики излучения от плоских и объемных периодических проволочных структур.
Показана резкая асимметрия угловых характеристик обратного переходного излучения от плоской проволочной структуры в зависимости от ее ориентации.
Практическая значимость работы.
Результаты настоящей работы имеют практическое значение для сознания новых методов диагностики пучков заряженных частиц, а также представляют ценность для развития теории процессов излучения в метаматериалах, ввиду малочисленности имеющихся экспериментальных работ.
Положения, выносимые на защиту:
1. Экспериментальное подтверждение генерации обратного излучения Вавилова - Черенкова в метаматериалах с отрицательным коэффициентом преломления при взаимодействии с полем релятивистских электронов.
2. Показана резкая асимметрия угловых характеристик излучения в зависимости от ориентации одномерной проволочной структуры.
3. Результаты исследований спектрально-угловых характеристик когерентного излучения, генерируемого полем релятивистских электронных сгустков в проволочном метаматериале.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:
1. XIX международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (ТПУ, г. Томск, Россия, 2013);
2. международной конференции «Days on Diffraction» (г. Санкт- Петербург, Россия, 2014)
3. VI международной конференции «Charged and Neutral Particles Channeling Phenomena» (г. Капри, Италия, 2014);
4. IV международном семинаре «Advanced Generation of THz and Compton X-Ray Beams Using Compact Electron Accelerator» (г. Санкт-Петербург, Россия, 2014)
5. XI международной конференции «Radiation from Relativistic Electrons in Periodic Structures» (г. Санкт-Петербург, Россия, 2015)
6. семинарах лаборатории «Фотон» ФТИ ТПУ
Личный вклад автора.
Вклад автора в представленном диссертационном исследовании состоит в следующем: выбор параметров элементарной ячейки (формирующей
исследуемую метамишень); участие в планировании и проведении экспериментов; обработка измеренных данных и формулировка основных выводов. Автор принимал активное участие в обсуждении полученных результатов и в представлении их на научных семинарах и конференциях.
Структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 57 библиографических ссылок. Общий объем диссертации составляет 60 страниц. Работа содержит 2 таблицы и 41 рисунок.
В первой главе описываются экспериментальная установка на базе микротрона ФТИ ТПУ, методика проведения измерений и используемые для измерений устройства.
Во второй главе описывается метод экстракции материальных параметров, используемый при выборе параметров элементарной ячейки метаматериала с отрицательным коэффициентом преломления, который предназначен для наблюдения обратного излучения Вавилова - Черенкова. Приводятся результаты испытаний исследуемых мишеней на источнике миллиметрового излучения. В завершении второй главы представлены результаты экспериментального исследования когерентного излучения, генерируемого в метаматериалах с отрицательным коэффициентом преломления.
Третья глава посвящена экспериментальному исследованию взаимодействия поля релятивистских электронных сгустков с плоской периодической проволочной структурой и объемной мишенью, представляющей собой проволочный метаматериал.
В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе.
✅ Заключение
В работе были получены следующие основные результаты:
1. Впервые измерены характеристики когерентного излучения, возникающего при пролете пучка релятивистских электронов вблизи метаматериала с отрицательным показателем преломления. Излучение, наблюдаемое в обратной полусфере, интерпретировалось как обратное излучение Вавилова - Черенкова.
2. Впервые измерены спектрально-угловые характеристики когерентного излучения Вавилова - Черенкова в проволочном метаматериале. Показано, что интенсивность генерируемого в проволочной призме излучения меньше интенсивности излучения от диэлектрической мишени, что объясняется большим периодом структуры в вертикальном направлении.
3. Впервые измерены характеристики когерентного излучения от плоской проволочной структуры при пролете пучка релятивистских электронов вблизи структуры и через нее. Показана резкая асимметрия угловых характеристик обратного переходного излучения от плоской проволочной структуры относительно ее ориентации к электронному пучку.
В заключении хочу выразить глубокую благодарность своему научному руководителю Г.А. Науменко и В.В. Блеко за помощь в проведении экспериментальных исследований и многочисленные плодотворные обсуждения результатов работы, а также А.П. Потылицыну за проявленное внимание к проводимым исследованиям, конструктивную критику и полезные замечания. Также выражаю свою признательность персоналу микротрона, на котором была выполнена большая часть исследований, Г.А. Саруеву и Н.А. Лашуку за обеспечение хорошей и надежной работы ускорителя на протяжении длительного времени.
1. Впервые измерены характеристики когерентного излучения, возникающего при пролете пучка релятивистских электронов вблизи метаматериала с отрицательным показателем преломления. Излучение, наблюдаемое в обратной полусфере, интерпретировалось как обратное излучение Вавилова - Черенкова.
2. Впервые измерены спектрально-угловые характеристики когерентного излучения Вавилова - Черенкова в проволочном метаматериале. Показано, что интенсивность генерируемого в проволочной призме излучения меньше интенсивности излучения от диэлектрической мишени, что объясняется большим периодом структуры в вертикальном направлении.
3. Впервые измерены характеристики когерентного излучения от плоской проволочной структуры при пролете пучка релятивистских электронов вблизи структуры и через нее. Показана резкая асимметрия угловых характеристик обратного переходного излучения от плоской проволочной структуры относительно ее ориентации к электронному пучку.
В заключении хочу выразить глубокую благодарность своему научному руководителю Г.А. Науменко и В.В. Блеко за помощь в проведении экспериментальных исследований и многочисленные плодотворные обсуждения результатов работы, а также А.П. Потылицыну за проявленное внимание к проводимым исследованиям, конструктивную критику и полезные замечания. Также выражаю свою признательность персоналу микротрона, на котором была выполнена большая часть исследований, Г.А. Саруеву и Н.А. Лашуку за обеспечение хорошей и надежной работы ускорителя на протяжении длительного времени.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.